建筑施工技术 第二版 第7章 预应力混凝土工程第7章 预应力混凝土工程.ppt

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1、第7章预应力混凝土工程洛阳理工学院钱大行第7章预应力混凝土工程7.1概述7.1.1预应力混凝土的原理（1）预应力的概念预应力是预加应力的简称，即通过预加应力来抵抗预期出现的应力。（2）预应力的原理混凝土是抗压强度高而抗拉强度低的材料。抗拉强度不仅很低，只有抗压强度的1/10～1/15，而且很不可靠。它的抗拉、抗扭变形能力也很小，破坏前没有明显预兆。为弥补混凝土抗拉强度太低的缺点，工程中采用钢筋来代替混凝土承担拉力。这种用混凝土受压、用钢筋受拉的钢筋混凝土用途很广、优点很多，但也存在着一个难以克服的本质上的缺陷——开裂。为了克服普通钢筋混凝土过早出现裂缝和钢筋不能充分发挥其

2、作用这一矛盾，人们创造了对混凝土施加预应力的方法——预应力混凝土结构，即在结构或构件受拉区域，通过对钢筋进行张拉后将钢筋的回弹力施加给混凝土，使混凝土受到一个预压应力，产生一定的压缩变形。当该构件受力后，受拉区混凝土的拉伸变形，首先与压缩变形相抵消，然后随着外力的增加，混凝土才逐渐被拉伸，明显推迟了裂缝出现时间，提高了构件的抗裂度和刚度。预应力混凝土抗裂性的高低，取决于钢筋的预拉应力值。钢筋预拉力愈高，混凝土预压力愈大，构件的抗裂性就愈好。为了获得较大的预应力，通常采用高强度的钢筋和高强度混凝土。（1）预应力筋对预应力筋的基本要求是高强度、较好的塑性、较好的粘结性能以及良

3、好的加工性能。1.高强度。钢材强度越高，损失率越小，经济效果也越高，因此当具备此条件时，应尽量采用强度高的钢材作预应力筋。2.具有较好的塑性。就是要求钢筋切断时具有一定的延伸率，当构件处于低温荷载下，更应注意塑性要求，否则可能发生脆性破坏。7.1.2.预应力混凝土的材料3.与混凝土有较好的粘结度。先张法构件的预应力是靠钢筋和混凝土的粘结力来完成的。因此钢筋和混凝土必须足够的粘结度。4.有良好的加工性能，如可焊性。目前国内预应力混凝土结构常用的预应力筋通常由单根或成束的钢丝、钢绞线或钢筋组成。钢筋可用冷拉Ⅱ～Ⅳ级热轧钢筋、热处理钢筋或精轧螺纹钢筋，钢丝可用高强碳素钢丝或冷拔

4、低碳钢丝。（2）混凝土在预应力混凝土结构中所采用的混凝土应具有高强、轻质和高耐久性的性质。一般要求混凝土的强度等级不低于C30。当采用碳素钢丝、钢绞线、热处理钢筋作预应力筋时，混凝土的强度的等级不宜低于C40。目前，我国在一些重要的预应力混凝土结构中，已开始采用C50～C60的高强混凝土，最高混凝土强度等级已达到C80，并逐步向更高强度等级的混凝土发展。7.1.3.预应力混凝土的特点预应力混凝土能充分发挥钢筋和混凝土各自的特性，与普通钢筋混凝土相比，具有如下优点：1.提高了混凝土的抗裂度和刚度，增加了构件的耐久性。2.在与普通钢筋混凝土同样条件下具有构件截面小、自重轻、质

5、量好、材料省等优点。3.扩大了高、大、重型结构的预制装配化程度。4.抗疲劳性能优于钢筋混凝土。尽管预应力混凝土有上述优点，但也带来了另一方面的问题，就是制作构件时，增加了张拉工序、灌浆机具以及锚固装置等专用设备，同时工艺比较复杂，操作要求较高。所以跨度较小的梁和板，不承受拉力的拱与柱子等就不适宜采用预应力结构。7.1.4.预应力混凝土的分类预应力混凝土按预应力施加工艺的不同一般分为：1.先张法：先张法是先张拉预应力筋，后浇筑混凝土的预应力混凝土生产方法。2.后张法：后张法是先浇筑混凝土后张拉预应力筋的预应力混凝土生产方法。3.有粘结：有粘结预应力混凝土是指预应力筋沿全长均

6、与周围混凝土相粘结。4.无粘结：无粘结预应力混凝土的预应力筋沿全长与周围混凝土能发生相对滑动，为防止预应力筋腐蚀和与周围混凝土粘结，在预应力筋表面刷涂料并包塑料布。1—台座；2—横梁；3—台面；4—预应力筋；5—夹具；6-构件（a）张拉预应力筋（b）浇筑、养护混凝土构件；（c）放张预应力筋图7-1先张法生产示意图7.2.1先张法的概念先张法是在浇筑混凝土之前，先张拉预应力钢筋，在台座或钢模上用夹具临时固定，然后浇筑混凝土构件，待混凝土达到规定强度,保证预应力筋与混凝土有足够的粘结力时，放松预应力，预应力筋弹性回缩，借助于混凝土与预应力筋之间的粘结力，对混凝土产生预压应

7、力。先张法适用于生产定型的中小型构件，如空心板、屋面板、吊车梁、檩条等。先张法的施工工艺如图7-1示,工艺过程：张拉固定预应力筋→浇筑混凝土→养护(至75%强度)→放张预应力筋。7.2先张法7.2.2先张法的施工设备先张法的施工设备主要有台座、夹具和张拉设备。（1）台座：台座是先张法生产的主要设备之一，它承受预应力筋的全部张拉力。因此，台座应具有足够的强度、刚度和稳定性，以免因台座变形、倾覆和滑移而引起的预应力损失。台座由台面、横梁和承力结构等组成。根据承力结构的不同，台座构造型式有墩式台座、槽式台座等。1.墩式台座：以混凝土